变频器控制方式选型(精)
变频器的工作原理及选型
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变频器的工作原理及选型一、工作原理变频器是一种用于控制电机转速的电子设备,它通过改变电源电压的频率和电压来控制电机的转速。
变频器由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
1. 整流器:将交流电源转换为直流电源,通常采用整流桥电路实现。
2. 滤波器:用于平滑整流后的直流电源,减少电压的波动。
3. 逆变器:将直流电源转换为可调变频的交流电源,通常采用PWM(脉宽调制)技术实现。
逆变器的输出频率和电压可以根据控制电路的指令进行调节。
4. 控制电路:负责控制变频器的工作状态,包括接收用户输入的指令、对逆变器进行调节、监测电机转速等。
变频器工作原理的核心是逆变器,它通过改变输出频率和电压来控制电机的转速。
当用户调节变频器的输出频率时,控制电路会改变逆变器的工作方式,从而改变输出频率和电压。
通过调节输出频率和电压,变频器可以实现电机的无级调速,满足不同工况下的需求。
二、选型指南在选择变频器时,需要考虑以下几个关键因素:1. 电机功率:根据实际应用需求确定所需的电机功率。
变频器的功率应与电机功率匹配,过小会导致无法正常工作,过大则会造成能耗浪费。
2. 控制方式:根据应用场景选择合适的控制方式,常见的有V/F控制、矢量控制和矢量控制。
- V/F控制:适用于一般的负载情况,成本较低。
- 矢量控制:适用于对转矩和速度要求较高的场景,具有较好的动态响应性能。
- 矢量控制:适用于对转矩和速度要求极高的场景,具有更高的控制精度和动态响应性能。
3. 额定电压和额定电流:根据电机的额定电压和额定电流选择合适的变频器。
变频器的额定电压和额定电流应与电机匹配,过高或过低都会影响电机的正常运行。
4. 过载能力:考虑变频器的过载能力,即在短时间内允许电机超过额定电流运行的能力。
过载能力较高的变频器可以应对突发的负载变化,提高系统的可靠性。
5. 通信接口:根据实际需求选择变频器是否需要支持通信接口,如Modbus、Profibus等。
通信接口可以实现变频器与上位机或其他设备的数据交互,方便远程监控和控制。
变频器选型方案
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变频器选型方案1. 引言变频器是一种用于控制电机转速的电子装置,通过改变电机的供电频率和电压来实现对电机转速的精确控制。
在工业自动化领域,变频器被广泛应用于机械设备的变速运行,以提高设备的效率和可靠性。
本文将介绍变频器选型的一般原则和步骤,并提供一种变频器选型方案供参考。
2. 变频器选型原则在选择合适的变频器时,需要考虑以下原则:•负载特性:根据负载特性确定变频器的功率和控制方式。
不同的负载对电机的要求不同,如恒扭矩负载、变扭矩负载和恒功率负载等,需要选择适应性能符合要求的变频器。
•环境条件:考虑变频器将工作的环境条件,如温度、湿度、海拔等。
选型时应选择适应环境条件的变频器,以确保其正常运行和寿命。
•控制方式:根据实际需求选择合适的控制方式,如开环控制和闭环控制。
开环控制适用于精度要求不高的场合,闭环控制适用于精度要求较高的场合。
•可靠性:选择具有较高可靠性的变频器,以降低故障率和维修成本。
3. 变频器选型步骤步骤一:收集工程信息在选择变频器之前,需要首先收集工程信息,包括但不限于:•发电机功率与相数;•负载要求(如恒扭矩、变扭矩、恒功率等);•工作环境条件(如温度、湿度等);•控制方式(开环控制或闭环控制);•安装方式(壁挂式、柜式等);•其他特殊要求。
步骤二:计算所需输出功率根据工程信息和负载要求,计算所需的变频器输出功率。
输出功率一般按照下式计算:输出功率 = 功率系数 × 发电机功率其中,功率系数根据具体负载类型确定,如恒扭矩负载一般取值为1,变扭矩负载一般取值为1.2-1.5,恒功率负载一般取值为1.5-2。
步骤三:选择变频器规格根据计算得到的输出功率,选择合适的变频器规格。
选择时应考虑变频器的额定功率范围,其应大于或等于所需的输出功率。
步骤四:考虑环境条件根据工作环境的条件,选择适应性能好的变频器。
变频器应具备良好的防尘、防湿、耐高温和耐低温等性能,以确保其正常运行和寿命。
通用变频器选型
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通用变频器选型一、通过变频器的控制方式选择变频器类型通用变频器根据其性能、控制方式和用途的不同,习惯上可分为通用型、矢量型、多功能高性能型和专用型等。
(一)风机、水泵、空调专用型通用变频器是一种以节能为主要目的的通用变频器,多采用U/f控制方式(电压频率控制),主要在转矩控制性能方面是按降转矩负载特性设计,零速时的起动转矩相比其他控制方式要小一些。
(二)高性能矢量控制型通用变频器采用矢量控制方式(将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量和产生转矩的电流分量分别加以控制)或直接转矩控制方式(把磁通和转矩直接作为被控量直接控制转矩),并充分考虑了通用变频器应用过程中可能出现的各种需要,其中重要的一个功能特性是零速时的起动转矩和过载能力,通常起动转矩在150%-200%范围内,甚至更高,过载能力可达150%以上,一般持续时间为60S。
这类通用变频器的特征是具较硬的机械特性和动态性能,广泛应用于各类生产机械装置,如机床、塑料机械、生产线、传送带、升降机械以及电动车辆等对调速系统性能和功能有较高要求的场合。
(三)专用变频器是为了满足某些特定应用场合的需要而设计生产的,基本上采用矢量控制方式,主要应用于对异步电动机控制性能要求较高的专用机械或系统。
例如,在机床主轴驱动专用的高性能变频器中,为了便于和数控装置配合完成各种工作,变频器的主电路、回馈制动电路和各种接口电路等被做成一体,。
另外还有电梯专用变频器、中频专用变频器、伺服控制专用变频器、抽油机专用变频器、塑料专用变频器等。
(四)中、高压变频器也就是我们常说的高压变频器,对应的电压等级为1500V、3KV、6KV、10KV,这类变频器通常采用GTOPWM控制方式(变频器的输出频率与逆变器换流器件的开关频率不同),输出频率可达120 Hz,在风机、水泵、矿山机械、电力设备等领域中广泛应用。
(五)单相变频器是指单相进、三相出,是单相交流220V输入,三相交流200-230V输出,主要用于输入为单相电源的三相交流电动机场合。
变频器选型
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一般情况下,选择变频器的功率和电机的功率一样,在有些特殊情况下(如重载设备),也会选择变频器的功率大于电机的额定功率,以保证变频器带动电机能够正常运行。
合理的容量选择本身就是一种节能降耗措施。
根据现有资料和经验,比较简便的方法有三种。
(1) 电机实际功率确定法。
首先测定电机的实际功率,以此来选用变频器的容量。
(2) 公式法。
设安全系数取1. 05 ,则变频器的容量pb 为:pb = 1. 05 pm/ hm ×cosφ,kW式中 pm ———电机负载,kWhm ———电机功率,kW计算出pb 后,按变频器产品目录选具体规格。
当一台变频器用于多台电机时,至少要考虑一台电动机启动电流的影响,以避免变频器过流跳闸。
③电机额定电流法。
变频器容量选定过程,实际上是一个变频器与电机的最佳匹配过程,最常见、也较安全的是使变频器的容量大于或等于电机的额定功率,但实际匹配中要考虑电机的实际功率与额定功率相差多少,通常都是设备所选能力偏大,而实际需要的能力小,因此按电机的实际功率选择变频器是合理的,避免选用的变频器过大,使投资增大。
对于轻负载类,变频器电流一般应按1. 1 In ( In 为电动机额定电流) 来选择,或按厂家在产品中标明的与变频器的输出功率额定值相配套的最大电机功率来选择。
先看电机的额定功率和额定电流,再看是不是恒转矩还是变转矩负载,另外你用的是多少伏的电压输入到变频器。
其他的看看通信或者是要不要四象限或者二象限等。
品牌的话国产的也不错,变频器技术现在很成熟了,没必要买国外那么贵的东西。
(任何转速下负载转矩TL总保持恒定或基本恒定,而与转速无关的负载称为恒转矩负载。
这类负载多数呈反抗性的,即负载转矩TL的极性随转速方向的改变而改变。
反抗性恒转矩负载特性应画在一三象限内,这类负载有金属的压延机构,机床的平移机构等。
还有一种位势性转矩负载,负载转矩TL的极性不随转速方向的改变而改变。
因此,恒转矩负载根据负载转矩的方向与旋转方向有关。
变频器的四种控制方式详解
![变频器的四种控制方式详解](https://img.taocdn.com/s3/m/d29400a36429647d27284b73f242336c1eb93098.png)
变频器的四种控制方式详解一、V/f恒定控制:V/f控制是在改变电动机电源频率的同时改变电动机电源的电压,使电动机磁通保持一定,在较宽的调速范围内,电动机的效率,功率因数不下降。
因为是控制电压(Voltage)与频率(Frequency)之比,称为V/f控制。
恒定V/f控制存在的主要问题是低速性能较差,转速极低时,电磁转矩无法克服较大的静摩擦力,不能恰当的调整电动机的转矩补偿和适应负载转矩的变化; 其次是无法准确的控制电动机的实际转速。
由于恒V/f变频器是转速开环控制,由异步电动机的机械特性图可知,设定值为定子频率也就是理想空载转速,而电动机的实际转速由转差率所决定,所以V/f恒定控制方式存在的稳定误差不能控制,故无法准确控制电动机的实际转速。
二、转差频率控制:转差频率是施加于电动机的交流电源频率与电动机速度的差频率。
根据异步电动机稳定数学模型可知,当频率一定时,异步电动机的电磁转矩正比于转差率,机械特性为直线。
转差频率控制就是通过控制转差频率来控制转矩和电流。
转差频率控制需要检出电动机的转速,构成速度闭环,速度调节器的输出为转差频率,然后以电动机速度与转差频率之和作为变频器的给定频率。
与V/f控制相比,其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。
另外,它有速度调节器,利用速度反馈构成闭环控制,速度的静态误差小。
然而要达到自动控制系统稳态控制,还达不到良好的动态性能。
三、矢量控制矢量控制,也称磁场定向控制它是70年代初由西德F.Blasschke等人首先提出,以直流电机和交流电机比较的方法阐述了这一原理。
由此开创了交流电动机和等效直流电动机的先河。
矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic。
通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1、Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流; It1相当于直流电动机的电枢电流),然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换实现对异步电动机的控制。
变频器选型参考
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0.75-75KW
0.75-1400
0.75-1300
三相380-500V
0.37-7.5KW
0.37-15KW
三相525-600V
0.75-15KW
三相500-690V
2.2-2400
1.5-2000
通讯
MODBUS
-------------
CANopen Modbus
Modbus
电源波动允-15%+10%ATV12主要是负责单相200V市场.ATV312也有220V
ATV12H075M2
系列
散热器安装
IP20
U22=2.2KW
(F1)=单相100-120V-无EMS滤波器
075=0.75KW
0.18到0.75KW0.25-1HP
P=基板座
IP20
(M2)单相200-240V-EMS滤波器
0.18-2.2KW0.25-3HP
(M3)三相200-240V无EMS滤波器
ATV312和ATV32一样220/380V小于15KW
型号
ATV12
ATV302
ATV312
ATV21
ATV61
ATV71
应用地方
简单机械
简单机械
简单机械
风机水泵
标准转矩
高转矩
功率范围
0.18—4KW
0.37-7.5KW
Modbus CANopen
Modbus
CANopen
瞬时过转矩
150%-170%
170-200%
170-200%
110%
120-130%
持续60S
170%持续60S
变频器的控制方式及合理选用
![变频器的控制方式及合理选用](https://img.taocdn.com/s3/m/8a2744d60408763231126edb6f1aff00bed570f9.png)
变频器的控制方式及合理选用1.变频器的控制方式低压通用变频器输出电压在380~650V,输出功率在0.75~400KW,工作频率在0~400HZ,它的主电路都采用交-直-交电路。
其控制方式经历以下四代。
(1)第一代以U/f=C,正弦脉宽调制(SPWM)控制方式。
其特点是:控制电路结构简单、成本较低,但系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。
(2)第二代以电压空间矢量(磁通轨迹法),又称SPWM控制方式。
他是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形。
以内切多边形逼近圆的方式而进行控制的。
经实践使用后又有所改进:引入频率补偿,能消除速度控制的误差;通过反馈估算磁链幅值,消除低速时定子电阻的影响;将输出电压、电流成闭环,以提高动态的精度和稳定度。
但控制电路环节较多,且没有引入转矩的调节,所以系统性能没有得到根本改善。
(3)第三代以矢量控制(磁场定向法)又称VC控制。
其实质是将交流电动机等效直流电动机,分别对速度、磁场两个分量进行独立控制。
通过控制转子磁链,以转子磁通定向,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制。
然而转子磁链难以准确观测,以及矢量变换的复杂性,实际效果不如理想的好。
(4)第四代以直接转矩控制,又称DTC控制。
其实质不是间接的控制电流、磁链等量,而是把转矩直接作为被控制量来实现的。
具体方法是:a.控制定子磁链——引入定子磁链观测器,实现无速度传感器方式;b.自动识别(ID)——依靠精确的电机数学模型,对电机参数自动识别;c.算出实际值——对定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制;d.实现Band-Band 控制——按磁链和转矩的Band-Band 控制产生PWM信号,对逆变器开关状态进行控制;e.具有快速的转矩响应(〈2ms),很高的速度精度(±2%,无PG反馈),高转矩精度(〈±3%);f.具有较高的起动转矩及高转矩精度,尤其在低速时(包括0速度时),可输出150% ~200%转矩。
变频器常用的10种控制方式
![变频器常用的10种控制方式](https://img.taocdn.com/s3/m/acd871662e3f5727a4e9621d.png)
变频器常用的10种控制方式
变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向,而作为变频调速系统的核心—变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素。
除了变频器本身制造工艺的“先天”条件外,对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。
本文从工业实际出发,综述了近年来各种变频器控制方式的特点,并展望了今后的发展方向。
一、变频器的分类
变频器的分类方法有多种。
按照主电路工作滤波方式分类,可以分为电压型变频器和电流型变频器。
按照开关方式分类,可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器。
按照工作原理分类,可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等。
按照用途分类,可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。
二、变频器中常用的控制方式
1、非智能控制方式
在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。
(1) V/f控制
V/f就是加在电机定子上的电压和电源频率的比值。
如下图,V/F符合直线AB,则是直线型;符合折线段ABC,则是多点型;符合曲线AB,则是平方型。
变频器的控制方式及应用选型
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控 制 曲线 会 随 负载 的变 化 而变 化 ,转 矩 响应 慢 、 电
机 转 矩利 用率 低 、 速 时 因定 子 电 阻和 逆 变 器死 区 低
效 应 的存在 而使 性能 下降 、 稳定 性变 差等 。
22 以 电压 空 间矢量 . . 又称 S P V WM 控 制方式
SP V WM 控 制 方式 是 以三 相 波形 整 体生 成 效 果 为前 提 , 以逼 近 电机 气 隙 的理想 圆形 旋 转磁 场 轨 迹
摘要: 结合 国 内变频 技 术 的推广 应 用 , 阐述 了通 用 变频 器 的几种控 制 方 式 的技 术特 性 , 对 变频 器 针
变频器的选型方法
![变频器的选型方法](https://img.taocdn.com/s3/m/5da59916b5daa58da0116c175f0e7cd184251891.png)
变频器的选型方法
通用变频器的选择包括变频器的型式选择和容量选择两个方面,其总的原则是首先保证牢靠地满意工艺要求,再尽可能节约资金。
要依据工艺环节、负载的详细要求选择性价比相对较高的品牌和类型及容量。
变频器的选型应满意以下条件:
1)电压等级与驱动电动机相符,变频器的额定电压与负载的额定电压相符。
2)额定电流为所驱动电动机额定电流的1.1~1.5倍,对于特别的负载,如深水泵等则需要参考电动机性能参数,以最大电流确定变频器电流和过载力量。
由于变频器的过载力量没有电动机过载力量强,一旦电动机有过载,损坏的首先是变频器。
假如机械设备选用的电动机功率大于实际机械负载功率,并把机械功率调整到电动机输出功率,此时,变频器的功率选用肯定要等于或大于电动机功率。
个别电动机额定电流值较特别,不在常用标准规格四周,又有的电动机额定电压低,额定电流偏大,此时要求变频器的额定电流必需等于或大于电动机额定电流。
3)依据被驱动设备的负载特性选择变频器的掌握方式。
变频器的选型除一般需留意的事项(如输入电源电压、频率、输出功率、负载特点等)外,还要求与相应的电动机匹配良好,要求在正常运行时,在充分发挥其节能优势的同时,避开其过载运行,并尽量避开被拖动设备的低效工作区,以保证其高效牢靠运行。
在变频器选
型时,对于相同设备配用的变频器规格应尽可能统一,便于备品备件的预备,便于修理管理,选用时还要考虑生产厂家售后服务质量状况。
变频器的控制及选型
![变频器的控制及选型](https://img.taocdn.com/s3/m/bbd459c84028915f804dc2fc.png)
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文章 编 号 :0 6 4 7 (0 6 0 — 0 6 0 10 — 8 7 20 )9 07 — 2
变频 器 的控制 及选 型
吕 凯
摘 要 : 述 了变频 器的 控 制 方 式及 选 型 。 过 对 转 矩控 制型 论 通
曲线会 随 负载 的变 化 而变 化 ,转 矩 响应慢 ,电机 转
变频 器的选型及相 关问题 的分析 , 出了选型原则 , 提 变频 器的
外部 配置 及 其 应 注意 的 问题 。
关键 词 : 变频 器 ; 级 调 速 ; 型 无 选
矩利用率不高 .低速时因定子 电阻和逆变器死区效 应 的存在而性能下降 ,稳定性变差等 ,因此人们又
过 相 应 的坐标 反 变 换 ,实现 对 异 步 电动 机 的控 制 。 其 实质 是将 交 流 电动机 等效 为直 流 电动机 .分 别对 速 度 、磁场 两个 分量 进 行独 立控 制 。通 过 控制 转 子
低 压 通用 变 频 输 出 电压 为 30 60V.输 出功 8 5
率为 0 5 40 0 W,工作频率为 0 40H ,它 的 . ~0. 7 0k ~0 z
本 、德国 、英国等发达国家的 V V 变频器投入市 VF 场 并获得 了广泛应 用 。
1 变频器 控 制方式
定向旋转变换 .等效成同步旋转坐标系下的直流电
流 , 和 (m相 当 于直 流 电动 机 的励 磁 电流 , m , 。
相 当于与转矩成正 比的电枢 电流 ) ,然后模仿直流 电动机 的控制方法 ,求得直流电动机的控制量 ,经
视 。2 0世 纪 8 0年 代 ,作 为变 频 技 术 核 心 的 P WM 模 式优 化 问题 引起诸 多科研 人 员重 视 ,并研 究 出诸 多优 化模式 。2 0世 纪 8 0年 代 后 半 期 ,美 国 、 日
变频器选型原则与方法
![变频器选型原则与方法](https://img.taocdn.com/s3/m/a3d25aa8d1f34693daef3e3a.png)
变频器选型原则与方法关于通用变频器的选型,是一个很多人关心的话题,也有一些初学者对选型原则不清楚。
在这里,我想先把通用变频器的选型方法跟大家分享一下。
1.最关键的选型因素:工作电流。
根据工作电流来选变频器,在整个选型流程当中,是最后一步了。
之所以把它提到最前面来讲,是要强调一下。
选型时,要根据电机的实际工作电流(不是铭牌电流),来选型变频器,而不是铭牌功率。
原则上要求,在长时工作时:变频器输出电流 > 电机实际工作电流在这里,希望大家首先对电机和变频器的铭牌数据有一个深刻的理解。
这里不多讲。
一般情况下,项目是先选电机,后选变频器。
即变频器的选型都是针对即有电机进行的。
电机的实际工作电流与实际工况有关。
只有熟悉工况,估算出电机的工作电流随时间变化的关系,才能确定相应的变频器的型号。
(1)一般情况下,拖动恒转矩负载的电机,可以以额定电流为依据,选择变频器。
比如10KW电机,20A额定电流。
变频器样本上10KW的变频器,21A输出电流。
可以选这个变频器。
(2)一般情况下,拖动风机泵类负载的电机,也可以以额定电流为依据,选择变频器。
(3)经常短时过载运行的电机,需要计算过载周期。
要求变频器最大输出电流Imax大于电机峰值电流,且变频器的I2t在自身允许范围内。
很可能会放大一档或几档来选变频器。
比如10KW电机,20A额定电流。
间歇工作制,1秒内过载运行2倍(即电流为40A),之后停止运行29秒。
这就需要根据变频器过载曲线来选型。
可以画一下电机电流随时间变化的曲线出来,要求变频器的输出电流曲线能覆盖(超过)电机电流曲线即可。
对于重载变频器的选型,往往有一些经验数据可以参考。
比如同类项目。
这方面,西门子变频器做得比较好,过载能力强,一般允许1.6倍短时过载(详细数据,请参考样本)。
(4)电机大,而工作负载轻时,可以根据实际情况选小变频器。
2.变频器选型的其他因素海拔。
环境温度。
运输和存储温度。
保护等级。
变频器选型
![变频器选型](https://img.taocdn.com/s3/m/61652fa30875f46527d3240c844769eae109a311.png)
环保设备
• 通过选择合适的变频器和控制方式,实现环保设备的主轴转速优化和运行性能提升。
• 利用变频器的低噪音、低能耗特点,提高环保设备的性能和环保水平。
变频器在家用电器中的应用案
例
• 家电变频
• 通过选择合适的变频器和控制方式,实现家用电器的无级调速
和性能提升。
• 利用变频器的节能功能,降低家用电器的能耗,实现绿色家
如V/F控制、矢量控制、直接转矩控制等。
• 考虑控制系统的复杂程度,选择具有相应功能和接口的
变频器。
03
考虑安装和调试
• 根据现场环境和安装条件,选择合适的变频器外形和尺
寸。
• 考虑变频器的调试和运行,选择具有良好的人机界面和
操作指导的变频器。
05
变频器安装、调试与维护
要点
变频器的安装与接线
安装环境
件。
• 利用变频器的故障诊断功能,进行故障检测和定位。
• 检查变频器的电缆和接线,确保连接牢固,无松动和损
坏。
06
变频器选型案例与实践
变频器在工业自动化中的应用案例
生产线自动化
机器人控制
• 通过选择合适的变频器和控制方式,实现生产设备的无
• 通过选择合适的变频器和控制方式,实现机器人的运动
级调速和精确控制。
制。
变频器在节能与环保领域的应用
节能改造
• 通过变频器实现电动机的软启动和软停车,降低能耗。
• 利用变频器的能量回馈功能,将制动过程中产生的能量回馈到电网,节约能源。
环保设备
• 通过变频器控制环保设备的主轴转速,实现设备的优化运行。
• 利用变频器的低噪音、低能耗特点,提高环保设备的性能和环保水平。
变频器的选型
![变频器的选型](https://img.taocdn.com/s3/m/2f0e9650773231126edb6f1aff00bed5b8f37349.png)
变频器的选型一、变频器的额定参数指标(一)额定输入指标(1)输入侧容量;(2)输入电压;(3)电源频率。
(二)额定输出指标(1)额定功率。
变频器额定容量为在连续不断的负载中,允许配用的最大负载容量。
必须注意,在生产机械中,负载的容量主要是根据发热状况来决定的。
在由变频器构成的控制系统中,当负载为变动的负载、断续的负载时负载且温升不超过允许值时,电动机是允许短时间(几分钟或几十分钟)过载的,而变频器一般只允许150%负载时运行1min。
(2)最大适配电动机功率。
变频器的最大适配电动机功率(kW)及对应的额定输出电流(A)是以4极普通异步电动机为对象制定的,6极以上电动机和变极电动机等特殊电动机的额定电流大于4极普通异步电动机,因此,在驱动4极以上电动机时就不能单单依据功率指标选择变频器,同时要考虑电流是否满足所选用的电动机额定电流。
(3)额定输出电压。
额定输出电压是变频器在额定输入条件下,以额定容量输出时,可连续输出的电压。
(4)额定输出电流。
额定输出电流是变频器在额定输入条件下,以额定容量输出时,可连续输出的电流,这是选择适配电动机的重要参数,其中电流值为有效值。
(5)短时过载能力。
短时过载能力是指变频器的输出电流允许超过额定值的倍数和时间。
大多数变频器的过载能力规定为150%/min。
二、变频器的选型原则及注意事项(一)变频器的容量选择总负载电流不超过变频器的额定电流,是选择变频器的基本原理。
由于变频器输出中包含谐波成分,其中电流有所增加,应适当考虑加大容量。
当电动机频繁启动、制动工作或处于重载启动且较频繁工作时,可选取大一档的变频器,以利于变频器长期、安全地运行。
还应考虑最小和最大运行速度极限,满载低速运行时电动机可能会过热,所选通用变频器应有可设定下限频率、可设定加速和减速时间的功能,以防止在低于该频率下运行。
一般风机,泵类负载不宜在15Hz以下运行,如果确实要在15Hz以下长期运行,需考虑电动机的容许温升,必要时应采用外置强迫风冷措施。
变频器的控制方式及选型应用
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技术改造与改进
变频器的控制方式及选型应用
师红 吉
( 安 阳钢铁股份有限公司 安阳 4 5 5 0 0 4 )
【 摘 要1 对变频器的常用控制方式进行 了比较 , 分析 了各种控制方式的优缺点 , 为工程技 术人 员更好选择 与使 用变频器提供 了借 鉴和参考。
a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s t o p r o v i d e r e f e r e n c e f o r t h e e n g i n e e r i n g a n d t e c h n i c a l p e  ̄o n n e l i n t h e
控制是为了得到理想的转矩一 速度特性 , 基
于 在 改变 电 源频 率 进 行 调 速 的 同时 , 又要 保 证 电 动 机 的磁 通 不变 的思 想 而提 出的 。 控 制时输 出 电压 与 运 行 频 率 之 比为定 值 : 即 C( C为 常 数) 。这种控制采用开环控制方式 , 故不能达到较 高的控制性能。在低频时 , 由于输出电压较低 , 转
【 关键词】 变频器 J f控制 矢量控制 选 型应 用
Co n t r o l mo d e , S e l e c t i o n a n d Ap p l i c a i t o n o f Fr e q u e n c y Co n v e r t e r
S H I Ho n g - j i
( A n y a n g I r o n&S t e e l C o . , L t d . , A n y a n g 4 5 5 0 0 4 )
变频器怎么选择_变频器选型原则与步骤详解
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变频器怎么选择_变频器选型原则与步骤详解变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。
变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。
变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。
随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。
衡量一个通用变频器性能好坏的主要指标有:起动转矩、控制方式、转矩控制精度、速度控制精度、速度控制方式、控制信号种类、频率跳跃功能、载波频率、多段速度设定、通信接口等。
变频器选型的是否正确对于机械设备的电控系统正常运行起着至关重要的作用。
小编建议大家变频器选型的时候首先要弄清楚机械设备的类型、负载转矩特性、起动转矩、调速范围、静态速度精度和使用环境的要求等现场所需条件,然后才决定选择使用何种控制方式和防护结构的变频器是最合适的。
所谓合适,是在满足机械设备中实际工艺生产的要求和使用场合前提下所说的一个说法,实现变频器的应用最佳性价比。
一、变频器选型原则具体来讲,低压通用变频器的选择包括低压通用变频器的型式选择和容量选择两个方面,选择变频器的基本原则有两方面:变频器功能特性能保证可靠地实现工艺要求,能获得相对较好的性价比。
为使变频器功能特性能保证可靠地实现工艺要求,在变频器选型时应密切关注以下技术参数:1、根据电机实际工作电流选择变频器电机实际工作电流是变频器选型最关键的因素,变频器在长时间工作时必须满足变频器输。
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变频器控制方式选型
概述:本文介绍了通用变频器的控制方式,以及在实际应用中如何选择合理的型号。
关键词:控制方式选型
1引言
变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。
20世纪60年代以后,电力电子器件经历了SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制晶闸管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)的发展过程,器件的更新促进了电力电子变换技术的不断发展。
20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。
20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,其中以鞍形波PWM模式效果最佳。
20世纪80年代后半期开始,美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并获得了广泛应用。
2变频器控制方式
低压通用变频输出电压为380~690V,输出功率为0.75~560kW,工作频率为0~500Hz,它的主电路都采用交直交电路。
其控制方式经历了以下四代。
2.1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式
其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。
但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。
另外,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。
因此人们又研究出矢量控制变频调速。
2.2电压空间矢量(SVPWM)控制方式
它是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形,以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。
经实践使用后又有所改进,即引入频率补偿,能消除速度控制的误差;通过反馈估算磁链幅值,消除低速时定子电阻的影响;将输出电压、电流闭环,以提高动态的精度和稳定度。
但控制电路环节较多,且没有引入转矩的调节,所以系统性能没有得到根本改善。
2.3矢量控制(VC)方式
矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流
Ia1Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流),然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。
其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度,磁场两个分量进行独立控制。
通过控制转子磁
链,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制。
矢量控制方法的提出具有划时代的意义。
然而在实际应用中,由于转子磁链难以准确观测,系统特性受电动机参数的影响较大,且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂,使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。
2.4直接转矩控制(DTC)方式
1985年,德国鲁尔大学的DePenbrock教授首次提出了直接转矩控制变频技术。
该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足,并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。
目前,该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。
直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩。
它不需要将交流电动机等效为直流电动机,因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。
2.5矩阵式交—交控制方式
VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交-直-交变频中的一种。
其共同缺点是输入功率因数低,谐波电流大,直流电路需要大的储能电容,再生能量又不能反馈回电网,即不能进行四象限运行。
为此,矩阵式交-交变频应运而生。
由于矩阵式交-交变频省去了中间直流环节,从而省去了体积大、价格贵的电解电容。
它能实现功率因数为l,输入电流为正弦且能四象限运行,系统的功率密度大。
该技术目前虽尚未成熟,但仍吸引着众多的学者深入研究。
其实质不是间接的控制电流、磁链等量,而是把转矩直接作为被控制量来实现的。
具体方法是:
——控制定子磁链引入定子磁链观测器,实现无速度传感器方式;
——自动识别(ID)依靠精确的电机数学模型,对电机参数自动识别;
——算出实际值对应定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制;
——实现Band Band控制按磁链和转矩的Band-Band控制产生PWM信号,对逆变器开关状态进行控制。
矩阵式交交变频具有快速的转矩响应(﹤2ms),很高的速度精度
(±2%,无PG反馈),高转矩精度(﹤+3%);同时还具有较高的起动转矩及高转矩精度,尤其在低速时(包括0速度时),可输出150%~200%转矩。
3变频器控制方式的合理选用
控制方式是决定变频器使用性能的关键所在。
目前市场上低压通用变频器品牌很多,包括欧、美、日及国产的共约50多种。
选用变频器时不要认为档次越高越好,而要按负载的特性,以满足使用要求为准,以便做到量才使用、经济实惠。
表1中所列参数供选用时参考。
4转矩控制型变频器的选型及相关问题
基于调速方便、节能、运行可靠的优点,变频调速器已逐渐替代传统的变极调速、电磁调速和调压调速方式。
在推出PWM磁通矢量控制的变频器数年后,1998年末又出现采用DTC控制技术的变频器。
ABB公司的ACS600系列是第一代采用DTC技术的变频器,它能够用开环方式对转速和转矩进行准确控制,而且动态和静态指标已优于PWM闭环控制指标。
直接转矩控制以测量电机电流和直流电压作为自适应电机模型的输入。
该
模型每隔25μs产生一组精确的转矩和磁通实际值,转矩比较器和磁通比较器将转矩和磁通的实际值与转矩和磁通的给定值进行比较,以确定最佳开关位置。
由此可以看出它是通过对转矩和磁通的测量,即刻调整逆变电路的开关状态,进而调整电机的转矩和磁通,以达到精确控制的目的。
4.1选型原则
首先要根据机械对转速(最高、最低)和转矩(起动、连续及过载)的要求,确定机械要求的最大输入功率(即电机的额定功率最小值)。
有经验公式 P=nT/9950(kW)
式中:P——机械要求的输入功率(kW);
n——机械转速(r/min);
T——机械的最大转矩(N•m)。
然后,选择电机的极数和额定功率。
电机的极数决定了同步转速,要求电机的同步转速尽可能地覆盖整个调速范围,使连续负载容量高一些。
为了充分利用设备潜能,避免浪费,可允许电机短时超出同步转速,但必须小于电机允许的最大转速。
转矩取设备在起动、连续运行、过载或最高转速等状态下的最大转矩。
最后,根据变频器输出功率和额定电流稍大于电机的功率和额定电流的原则来确定变频器的参数与型号。
需要注意的是,变频器的额定容量及参数是针对一定的海拔高度和环境温度而标出的,一般指海拔1000m以下,温度在40℃或25℃以下。
若使用环境超出该规定,则在确定变频器参数、型号时要考虑到环境造成的降容因素。
4.2变频器的外部配置及应注意的问题
1)选择合适的外部熔断器,以避免因内部短路对整流器件的损坏变频器的型号确定后,若变频器内部整流电路前没有保护硅器件的快速熔断器,变频器与电源之间应配置符合要求的熔断器和隔离开关,不能用空气断路器代替熔断器和隔离开关。
2)选择变频器的引入和引出电缆根据变频器的功率选择导线截面合适的三芯或四芯屏蔽动力电缆。
尤其是从变频器到电机之间的动力电缆一定要选用屏蔽结构的电缆,且要尽可能短,这样可降低电磁辐射和容性漏电流。
当电缆长度超过变频器所允许的输出电缆长度时,电缆的杂散电容将影响变频器的正常工作,为此要配置输出电抗器。
对于控制电缆,尤其是I/0信号电缆也要用屏蔽结构的。
对于变频器的外围元件与变频器之间的连接电缆其长度不得超过10m。
3)在输入侧装交流电抗器或EMC滤波器根据变频器安装场所的其它设备对电网品质的要求,若变频器工作时已影响到这些设备的正常运行,可在变频器输入侧装交流电抗器或EMC滤波器,抑制由功率器件通断引起的电磁干扰。
若与变频器连接的电网的变压器中性点不接地,则不能选用EMC滤波器。
当变频器用500V以上电压驱动电机时,需在输出侧配置du/dt滤波器,以抑制逆变输出电压尖峰和电压的变化,有利于保护电机,同时也降低了容性漏电流和电机电缆的高频辐射,以及电机的高频损耗和轴承电流。
使用du/dt滤波器时要注意滤波器上的电压降将引起电机转矩的稍微降低;变频器与滤波器之间电缆长度不得超过3m。
5结语
变频器的选型是一项需要认真对待的工作,目前市场上低压通用变频器的
品种及规格很多,选择时应按实际的负载特性,以满足使用要求为准,以便做到量才使用,经济实惠。